Udvælgelse af grafit er nøglen til at opnå optimal ydeevne af din dyse
Grafit er det foretrukne materiale til størstedelen af EDM-elektroder, der produceres i dag i den vestlige verden. Det kan være svært at vælge den bedste grafitkvalitet til en bestemt anvendelse, hvis forskellene mellem grafitkvaliteter ikke forstås. Afhængigt af den valgte grafitkvalitet og anvendelsen, kan grafitten være den begrænsende eller nøglefaktoren for at opnå de ønskede resultater fra udstyret.
Der er et bredt udvalg af kvaliteter fra en række producenter at vælge imellem. Hver producent bruger forskellige forarbejdningsteknikker, kildematerialer og processtyringer, hvilket betyder, at slutproduktet vil være helt anderledes. Hver producents kvaliteter er designet til optimal ydeevne til specifikke typer applikationer. For at hjælpe med materialevalg offentliggør hver producent tekniske specifikationer på deres materiale, men der er ingen standardtestmetoder.
Da enhver kvalitet af grafit ligner en anden kvalitet, er udseende ikke en del af udvælgelseskriterierne. Hver klasse bør vælges ud fra dens fysiske egenskaber og egenskaber. For at gøre denne proces lettere, er forskellige kvaliteter af grafit grupperet i seks klassifikationer, der er adskilt efter gennemsnitlig partikelstørrelse. Kun fire af de seks klassifikationer er egnede til brug som EDM-elektroder. Hvordan de forskellige karakterer rangerer inden for klassifikationerne er en indikator for deres præstationspotentiale.
Fremskridt inden for grafit
Grafitindustrien stræber konstant efter at producere kvaliteter af højere kvalitet. Grafitmaterialer er fortsat med at udvikle sig sammen med de andre aspekter af EDM-industrien, men i et mindre dramatisk tempo. Der er gjort fremskridt i mikrostrukturen af grafitmaterialerne, da dette er nøglen til ydeevne.
Grove grafitter med partikelstørrelser over 100 mikron har aldrig været egnede som elektrodemateriale. I løbet af det sidste årti er mellemkvaliteter med en partikelstørrelse mellem 21-100 mikron næsten forsvundet fra markedet som et EDM-materiale. I de sidste par år er mange af de lave kvaliteter inden for den fine klassifikation (11-20 mikron partikelstørrelse materialer) også forsvundet. De superfine klassificeringsmaterialer (6-10 partikelstørrelse) er forblevet stabile. Nogle af producenterne af disse materialer tillader, at deres grafitkvaliteter sælges som husmærker, hvilket kan være forvirrende for slutbrugeren. Forvirring opstår, når forhandlere af forbrugsvarer ændrer navnene på deres husmærker, men stadig bruger det samme materiale eller ændrer materialet, men beholder det samme navn for husmærket. Den samme karakter kan tilbydes under mange husmærkenavne.
Den ultrafine klassificering (1-5 mikron partikelstørrelse) er det sted, hvor de fleste af de reelle udviklingsindsatser er målrettet. Mange af plastikforbrugerprodukterne kræver forme med fine detaljer og finish, der nemt kan opnås med ultrafine materialer. Materialer i denne klassifikation er meget vanskelige og dyre at fremstille, og det er endnu sværere at producere ensartet materialeparti efter parti og år efter år.
Der er meget få karakterer i angstrofine klassifikationen (< 1 micron particle size). The grades are available in small blocks to control the uniformity of the graphite. These grades are the most expensive to produce and have limited use. Generally, they are used for fine detailed engraving electrodes and small featured electrodes that produce very high surface finishes without the use of powder additives when polishing of cavities is not possible.
De laveste grafitkvaliteter forsvinder langsomt fra markedet, efterhånden som EDM-applikationer ændrer sig. Stort hulrumsformarbejde uden fine detaljer og smedematricer kan nemt udføres ved højhastighedsfræsning, hvilket reducerer behovet for kvaliteter i den fine klassificering. Samtidig kræver indviklet detaljeret hulrumsarbejde grafit med små partikelstørrelser, ensartet mikrostruktur og høje styrker for at producere komplekse hulrum med små funktioner.
Karakterer inden for klassifikationer
De fysiske egenskaber af hver grafitkvalitet bestemmer rangeringen inden for klassifikationer. De egenskaber, der påvirker ydeevnen, er partikelstørrelse, bøjningsstyrke og shore hårdhed. Disse egenskaber sammen med et mikrofotografi af mikrostrukturen er de bedste værktøjer til at forudsige grafits ydeevne.
Den bedste grafit i enhver klassifikation har tætpakkede partikler med lille variation i størrelse. Denne form for ensartet materiale modstår slid forårsaget af den termiske natur af EDM-processen. Partikelstørrelse er generelt angivet som en gennemsnitlig størrelse. Når partikelstørrelsen spænder over et lille område, bliver materialets mikrostruktur mere ensartet med reduceret porøsitet. Porøsiteten i grafitten er grænsen mellem partikler. Partiklerne er bundet sammen ved hjælp af kemiske eller mekaniske midler, og fejlen i dette system er det, der frigiver partikler i mellemrummet, når EDMing. Hvis materialets partikler er små, ensartede i størrelse og tæt pakket, er erosion af elektroden minimal. Partikelstørrelsen har betydning for den minimale overfladefinish, som materialet vil producere. Da elektroden gengiver sin struktur i hulrummet, kan fine overfladefinisher ikke opnås med grafitkvaliteter, der har store partikler og uensartet mikrostruktur.
Mikrostrukturen af grafitkvaliteten er ofte den begrænsende faktor, der bestemmer EDM-ydeevnen. En uensartet mikrostruktur med en bred vifte af partikel- og porestørrelser kan have bløde pletter, der er store områder med porøsitet og/eller hårde pletter, som er konglomerater forårsaget af inkonsekvent blanding. Hårde pletter kan også være forårsaget af imprægnering af materialets åbne porøsitet med beg og derefter genbearbejdning af materialet, hvilket giver partiklerne og de begimprægnerede områder forskellige hårdhedsværdier. Da det blotte øje ikke kan se mikrostrukturen, er der ingen måde at opdage disse problemer før bearbejdningsprocessen. Identifikation af årsagen til bearbejdningsproblemer involverer destruktiv testning og undersøgelse af mikrofotografier.
